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八年级水科学 水的压强

发布时间:2014-06-08 11:45:35  

第4节1.水的压强

【知识梳理】

引入: 复习力的三要素,力的作用效果,牛顿第一定律,二力平衡,补充多力平衡 知识点一:压力

定义:垂直作用在物体表面的力。表示的字母:“F”;单位:牛(N)

(特点:①与物体表面接触;②与物体表面垂直。若不同时满足这两个条件则不是

压力)

1、压力

产生原因:相接触的物体发生相互挤压的作用。

方向:与受力物体表面垂直并指向受力物体。eg: 手指按瓶子, 压路机压

地面,

钳子夹核桃

【思考】压力是不是一定由重力产生呢?

四个不同情形的图(水平面上、竖直墙壁上、天花板上、斜面上),比较压力和重力的关系,以及压力的大小关系

2、压力与重力的联系与区别

【例1】如图1所示,边长为10cm的正方体木块G,重6N,受竖直向上作用力F是20N时能静止在天花墙面上.则正方体对墙的压力是__14____N。

【例2】如图2所示,物体所受的重力为8牛,作用在物体上的水平力为6牛,请在图中用力的图示法画出墙面受到的压力。

图3 2

【例3】将重30牛的木块放在水平桌面上,在木块上施加竖直向上的拉力F=20牛(如图3),则木块对桌面的压力为 10N .

【例4】木块重5N,在图所示四种情况下,保持静止。支承面M、N 受到压力最大的是 ( C )

点二:压强

定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强。

意义:描述压力的作用效果 压力公式为:压强= 受力面积F符号 p=(P—压强,F—压力,S—受力面积)S

单位:国际单位制中,压强的单位是 帕斯卡 ,简称 帕 (Pa)

1帕= 1 牛/米。其物理意义为: 1平方米上所受物体的压力为1牛;常用的压强单位还有百帕(10Pa)、千帕(10 Pa)、兆帕(10 Pa)。

压强单位的认识:帕斯卡是一个很小的单位,1帕约等于 对折的报纸对桌面 的压强。一块砖平放在水平地面上对地面的压强约为 1000多 帕,一个中学生站在地面的压强大约为10000帕。100帕表示的意思是 每平方米面积上受到的压力是100牛

【例5】质量为60千克的人,每只脚接触地面的面积是196厘米2。当他站在地面上时,脚对地面的压强有多大? 2362

解:已知:G=60千克 S=196厘米2×2=392厘米2=0.0392米2

p=F/S= G/S= mg/S=(60千克×9.8牛/k g)/0.0392米2=15000帕=15千帕

答:人对地面的压强是15千帕。

【例6】图钉尖的面积是0.3mm2,图钉帽的面积是0.75cm2。在往墙上按图钉时,手对钉帽的压力是15N。求:(1)手对钉帽的压强;(答案:2×105Pa)(2)钉尖对墙的压强。(答案:5×107Pa)

【例7】有一棱长为10厘米、重为12牛的正方体,放在面积为1米2的水平桌面中央,求物块对桌面的压强?

解:S=(10厘米)2=100厘米2=10-2米2

F=G=12牛 p=F/S=12牛/10-2米2=1200帕

答:略

知识点三:增大和减小压强的方法:

1、 增大压强的方法

(1)当S一定时,利用增大F来增大P;

(2)当F一定时,利用减小S来增大P。eg:菜刀 耙子

2、 减小压强的方法

(1)当S一定时,利用减小F来减小P;

(2)当F一定时,利用增大S来减小P。eg:橇式起落直升机骆,驼宽大的脚掌

【思考】二万五千里长征时,红军战士要爬雪山、过草地。假如你是一名红军战士,在过草地时,不幸双脚陷入沼泽地中。此时可以用什么办法脱身,走出照沼泽地?

A:尽可能扔掉身上不太重要的物品来减小压强

B:改走为爬或滚来增大受力面积。

【例8】 下列关于压强的说法错误的是 ( D )

A.滑雪人穿上长的滑雪板是为了减小压强 B.把剪刀口磨得锋利是为了增大压强

C.铁轨铺在枕木上是为了减小对路基的压强 D.书包带窄的比宽的对肩的压强小

【例9】 下列措施中,增大压强的是 C、D ,减小压强的是 A、B、E 。

A.坦克装履带 B.铁路上铁轨铺在枕木上

C.木桩的下端削成尖形 D.啄木鸟的嘴是尖的 E.鸭爪上有蹼

【例10】如图所示,将三个质量相同的物体放在水平桌面上,其中甲为长方体,

乙为正方体,丙为球体,则它.们对桌面的压强最大的是( C )

A.甲 B.乙 C.丙 D.一样大

知识点四:水的压强

一、水对容器底部和侧壁的压强

1.实验:如图1—13所示,将水注入下端扎有橡皮膜的管子中,仔细观察橡皮膜

的变化;随着注入的水的增加,橡皮膜又有什么变化?

结论: 水和其他液体对容器底部有压强,深度增大,压强增大 。

2.实验:将水注入侧壁扎有橡皮膜的管子中,并不断注入水,仔细观察橡皮膜的

变化。

结论: 水和其他液体对容器侧壁也有压强,深度越大,压强越大 。 图1—13

【例11】一端扎有橡皮膜的玻璃筒,插入水中,如图1—11所示,在逐渐插入的过程

中,橡皮膜将 ( B )

A.逐渐下凸 B.逐渐上凸 C.保持不变 D.难以判断

[解析] 由于液体内部向各个方向都有压强,玻璃筒插入水中时,下端橡皮膜受到向上

的压强作用而向上凸,又因为越向下时,压强越大,橡皮膜上凸程度越大。 图1—11

结论: 液体内部产生压强的原因:由 于液体的重力作用对容器底部产生压强,又由于液

体具有流动性,对容器侧壁也能产生压强

二、水内部有压强

1.游泳时,当水浸没胸部时,会感到胸闷,说明 水内部也有压强 。海洋学家约翰·墨

累的实验中,正是由于水所产生的巨大压强,才将玻璃管压成粉末。

2.探究:研究水内部压强的特点。

(1)提出假设:水内部的压强可能跟哪些因素有关?

①水内部的压强可能与水的深度有关 ; ②水内部的压强可能与水的密度有关;

③水内部的压强可能与水的量有关 。

(2)实验设计。

①实验器材:压强计(如下图)。压强计的原理是当压强计一端金属盒上橡皮膜受到挤

压时,U形管两边液面出现高度差,压强越大两边液面高度差也越大 。压强计有空盒气压

计或水银气压计

②实验方案:将压强计的金属盒放入水中的不同深度及不同方向,看U形管中液面高度差的变化,记录实验数据。再将压强计的金属盒放到与水深度一样的盐水中,看U形管中高度差的变化情况。

(3)分析实验数据和现象得出结论:

①水和其他液体的内部都存在着压强,液体的压强随深度的增加而增大;

②在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;

③液体的压强还跟液体的密度有关,密度越大,压强越大。

3.液体压强的计算公式为液体:【国际单位:压强 Pa,压力N ,受力面积 m2】

【例12】如图1—12,甲、乙两容器分别装有等高的水和酒精,在水和酒精相同深度的A点和B点的压强大小为 ( B )

A.pA=pB B.pA>pB

C.pA<pB D.无法确定

图1—13

【例13】两支相同的试管内如图1—13,装有质量相等的不同液体,a管竖直放置,b管倾斜放置,此时两管内液面处于同一水平位置,如图1—15所示,则管底受到液体的压强和Pb是 ( B )

A.Pa<Pb B.Pa>Pb C.Pa=Pb D.无法判断

三、压强的应用

A、 同一深度,液体密度越大,压强越大

B、 同一液体,深度越深,压强越大 1—12 Pa

C、 液体密度越大,深度越深,压强越大

针对性练习

1、试管中装有一定量的水,当试管逐渐倾斜时(水未溢出),水对管底的压强与压力将如何变化 ( A )

A.压强和压力都变小 B.压强和压力都变大 C.压强和压力都不变 D.压强不变,压力减小

2、如图1—2所示,三个完全相同的容器底部受到液体的压强相等,可推测甲、

乙、丙三种液体的密度大小是 ( B )

A.ρ甲>ρ丙>ρ乙 B.ρ乙>ρ丙>ρ甲

C.ρ甲>ρ乙>ρ丙 D.ρ丙>ρ乙>ρ甲 图1—2

3、三个质量、底面积和高度都相同的容器放在水平桌面上,如右图

所示,装满水后,水对容器底的压强(D)

A.甲大 B.乙大 C.丙大 D.一样大

4、上题中,如果三个容器本身重力一样,则桌面受到的压力( A ),桌面受到的压强( A )

A.甲大 B.乙大 C.丙大 D.一样大

5、如右图所示的容器中液体不装满,液体对容器底的压力为F1,若把容器倒置,液体

对容器底的压力为F2,则( C )

A.F1=F2 B.F1<F2 C.F1>F2 D.无法确定

6、上题中,液体对容器底的压强原来为p1,将容器倒置后,液体对容器的压强为p2,则 ( B )

A.p1>p2 B.p1<p2 C.p1=p2 D.无法比较

7、如图所示的容器,灌满水,容器内a、b、c三点,液体产生的压强大小为( C )

A、a点最大 B、c点最小

C、b点最小 D、三点一样大

8、有一个塑料瓶,在侧壁上用锥子戳了三个洞,向容器中倒入水后,水从小洞中喷出如下图中,正确的是( C )

A B C D

9、在水平地面上竖立着A、B两个实心圆柱体,它们的底面积之比是2:3,对地面的压强分别为PA和PB,且PA:PB=1:3,把A叠放在B上面,B对地面的压强为PB',则PB与P B'之比是( B )

A、11:9 B、9:11 C、2:9 D、9:2

10、关于压力和压强正确的是( C )。

A、压力是由物体的重力产生的,它是作用在物体表面的力,所以压力的大小一定等于物体的重力

B、受力面积相同时,则物体的重力越大,产生的压强也一定越大

C、因为液体有重力,所以对容器的底面要产生压强

D、液体的压强不仅跟液体的密度和深度有关,还跟液体的质量有关

11、三个圆柱形容器底面积之比为1:2:3,容器里盛有同质量的液体,那么液体对容器底的压力之比为( A )。A、1:1:1 B、1:2:3 C、3:2:1 D、2:1:3

12、如图1—12,甲、乙两容器分别盛有酒精和水,两容器底部受到液体的压强相等,液面下等深度处A与A'点压强比较,pA < pA'与容器底等距离处B和B'点压

强比较pB > pB'。(填“<”、“>”或“=”)

13、如图图1-14,A、B两个大理石柱,它们的高和截面积均不一样,hA>hB,

SA<SB,那么它们对地面的压强是PAB。(>,=,<)

图1—12

图1-14 图1-15

解析:因为截面积和高度均无具体数值,所以不好直接计算,我们可以先从一般情况来进行推导:设大理石的密度为ρ,那么圆柱的体积为hs,质量为ρv=ρhs,重力为mg=ρghs,所以对地面的压力

因为hA>hB,所以PA>PB。 ,可见圆柱形大理石柱对地面的压强只与密度和高度成正比关系,

14、如图图1-15重为100牛,边长为10厘米的正方体被水平向左150牛大小的力紧压在竖直墙上,正方体所受摩擦力为多少?正方体对墙面的压强是多大?

解析:如图所示,在竖直方向上,物块受的平衡力,所以物块应受到一个与G大小相等,方向相反的摩擦力,

因为重力G=100牛,所以摩擦力的大小也为100牛。再看水平方向,F=150牛,通过物块传递垂直于墙面上,

150牛就是对墙面的压力,物块与墙面的接触面积为S=0.1×0.1米2=0.01米2,

所以对墙面的压强:

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